XR in der Kardiologie: breites Anwendungsspektrum, heterogene Datenlage
Extended Reality (XR) bietet ein breites Anwendungsspektrum und zielt darauf ab, die klinische Praxis zu optimieren, erklärte Reich. Spatial Computing – wörtlich etwa: räumliches Rechnen – verbindet dabei die physische und die digitale Welt nahtlos miteinander. Durch Computer, verschiedene Geräte und Maschinen können Menschen mit digitalen Objekten in der realen Umgebung - etwa in einem Raum - interagieren, erklärte Reich.
Zu den verschiedenen Anwendungen von XR gibt es inzwischen einige Studien, allerdings sind deren Designs recht heterogen. Ein systematisches Review zu den Anwendungen von XR in der Kardiologie umfasst 164 Studien.1 Aus den veröffentlichten Daten lässt sich ableiten, dass XR jeden Bereich der Kardiologie unterstützen kann, von der Ausbildung (n=31) und dem Training (n=36) bis hin zur periinterventionellen Versorgung (n=78) und der Rehabilitation (n=16), berichtete Reich. „In diesen Studien konnte auch gezeigt werden, dass die Prozedurzeiten kürzer sind und Eingriffe schneller erlernt werden. Allerdings wurden diese Studien meist in sehr kleinem Umfang durchgeführt, eine klinische Validierung ist also definitiv notwendig“, betonte Reich.
HoloHeart – das schlagende Herz zum Anfassen
Mittels Augmented Reality (AR) lassen sich Organe originalgetreu und dreidimensional als Hologramm in den Raum projizieren. HoloHeart ist ein schlagendes Herz zum Anfassen.2 Es wird dazu genutzt, Eltern und herzkranken Kindern die Angst vor dem Eingriff zu nehmen. Entwickelt wurde das von der Deutschen Herzstiftung geförderte Projekt von einem interdisziplinären Forschungsteam der Universität Heidelberg um PD Dr. Ann-Kathrin Rahm. Zur Anwendung ist lediglich eine spezielle AR-Brille erforderlich. „Man kann das Herz drehen, skalieren, man kann rein- und rauszoomen und die Strukturen auseinandernehmen“, erklärte Reich.
Dass unter Medizinstudierenden und Dozenten ein erhebliches Interesse an AR-basiertem Unterricht in der kardiovaskulären Ausbildung besteht, legen die Ergebnisse einer an der Uniklinik Heidelberg durchgeführten Umfrage nahe.3 Die Befragten schrieben AR ein großes Potenzial zu, traditionelle Methoden in medizinischen Lehrplänen zu ergänzen und zu verbessern.
Die Unterstützung für den Einsatz von AR im Kleingruppenunterricht war groß: 96,3 % der Studierenden (n = 101) und 90,9 % der Dozenten (n = 27) bezeichneten einen speziellen AR-Kurs als nützlich und nannten als infrage kommende Bereiche Anatomie, Herzchirurgie und Innere Medizin. Als darzustellende Objekte hoben Studierende vorrangig angeborene Herzfehler, Koronaranomalien und Arrhythmien hervor, während die Dozenten zusätzlich invasive Klappeninterventionen nannten.
Die Befragten nannten folgende Vorteile:
- verbessertes räumliches Vorstellungsvermögen
- bessere Beobachtung von Lernprozessen in der Gruppe
- didaktische Vielfalt und interaktiverer Unterricht
- gesteigerte Motivation und Beteiligung
- einfache Wiederholung ohne Materialverbrauch
- praxisorientierte Kompetenzentwicklung
Sie zählten zudem folgende Herausforderungen auf:
- mangelnde Vorkenntnisse
- hohe Kosten für Geräte
- Aufwand für die technische Einrichtung und Wartung
- Risiko, sich von der neuen Technologie überfordert zu fühlen
- mögliche Ablenkung von den Lernzielen
Gamification, soziales & kollaboratives Lernen im Spatial-Raum
Gerade der Spatial-Raum, in dem virtuelle Realitäten regelrecht erlebt werden können, bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, Reich nannte folgende Einsatzgebiete:
Multiplayer-Simulation:
Mehrere Lernende befinden sich in einer gemeinsamen virtuellen Umgebung. Ihre Rollen sind aufgeteilt. Sie agieren in Echtzeit via Spatial Audio.
Remote Proctoring & Telementoring:
Ein externer Experte sieht die identische Ansicht des Lernenden als VR/AR-Overlay.
Avatar-basierte Patientenkommunikation:
Studierende üben Patientenaufklärung mit einem KI-gesteuerten Patientenavatar in einer Spatial-Umgebung. Das funktioniert über Emotions-Feedback, Spracherkennung und einen adaptiven Dialog.
Fallkonferenz im Spatial Raum:
Das Team (vor Ort und remote) diskutiert ein gemeinsames Hologramm; die Fallbesprechungen werden mittels KI dokumentiert.
Wunsch nach klassischer Lehre noch vorhanden
Doch wie sieht es mit der Nutzerakzeptanz und technischen Barrieren aus, wenn Nutzer ganz unmittelbar damit konfrontiert werden? In einer Studie aus dem Jahr 2020 wurde untersucht, wie Medizinstudierende mit der Mixed-Reality-Technologie zurechtkamen, als der Anatomie-Unterricht infolge der COVID-19-Pandemie ad hoc auf Fernunterricht umgestellt wurde.4 Trotz vorheriger Erfahrung mit der Technologie meldeten 23 % der Studierenden technische Probleme während der Remote-Sitzungen. 42 % der Teilnehmer bevorzugten weiterhin Präsenzunterricht und sahen in der Remote-Lösung keinen adäquaten Ersatz. „Die Ergebnisse zeigen: Der Wunsch nach klassischer Lehre ist immer noch vorhanden“, konstatierte Reich.
Die schöne, neue XR-Welt hält einige Herausforderungen bereit: Dazu zählen der Zeitaufwand und die Einarbeitung bei der Integration der Systeme sowie deren Fehleranfälligkeit bei Bewegung. Hinzu kommen die begrenzte Batteriekapazität, hohe Kosten sowie der Wartungsaufwand der Geräte. Cybersickness, Motion Sickness, Ergonomie und Tragekomfort spielen für die Nutzerakzeptanz eine nicht unerhebliche Rolle. „Meine Brille wiegt vielleicht 10-15 g, eine Apple Vision Pro hingegen wiegt 650 g, die hat niemand gerne den ganzen Tag auf“, erklärte Reich.
Die VR-Notaufnahme am Uniklinikum Würzburg
Lernen in der virtuellen Notaufnahme: Das komplett virtuelle Notaufnahme-Setting am Uniklinikum Würzburg ermöglicht realistische und interaktive Szenarien, in denen Studierende risikofrei anhand standardisierter Notfälle trainieren können. Gemeinsam mit dem Münchner 3D-Visualisierungsunternehmen ThreeDee wurde das VR-basierte Trainingsprogramm STEP-VR (Simulation-based Training of Emergencies for Physicians using Virtual Reality) entwickelt.
In einer randomisiert-kontrollierten Studie wurden 72 Medizinstudierende zu zwei häufigen Notfällen – Herzinfarkt und Atemnot bei chronischer Lungenerkrankung – geschult.5 Die Interventionsgruppe (n=36) absolvierte eine interaktive VR-Simulation mit automatischem Feedback, die Kontrollgruppe (n=36) absolvierte interaktive Videoseminare. Direkt nach dem Training schnitten beide Gruppen beim Wissenstest ähnlich gut ab. Nach 30 Tagen allerdings zeigte sich ein klarer Vorteil für die VR-Gruppe: Ihre Teilnehmer behielten deutlich mehr Wissen.
92. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK), 8. bis 11. April 2026, Congress Center Rosengarten Mannheim. https://herzmedizin.de/fuer-aerzte-und-fachpersonal/dgk/kongresse/dgk-jahrestagung-2026eCardiology: Was ist neu, was ist spannend in 2026. Spatial Computing: der Durchbruch für eLearning. 10. April 2026
- Review: https://academic.oup.com/ehjdh/article/6/5/878/8169071
- HoloHeart: https://herzstiftung.de/service-und-aktuelles/presse/pressemitteilungen/virtuelles-herz-herzop-kinder
- Umfrage: https://www.mdpi.com/2076-3417/15/15/8595
- Arbeit: https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2770727
- Studie: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40465566/